量子协议有限尺寸安全性分析:基于熵积累定理的Python框架及其图形界面实现

该研究团队提出了一套基于熵积累定理(EAT)的综合性软件框架,用于量子随机数生成(QRNG)和量子密钥分发(QKD)协议的有限尺寸安全性分析。该框架包含Python应用程序接口和直观图形用户界面,旨在支持协议设计者和实验人员在现实有限资源条件下验证随机性和密钥率。其核心是通过半定规划自动化构建最小权衡函数,并将其整合至完整熵分析流程中。 用户可指定设备配置、贝尔型不等式或概率约束,并选择诸如最小熵或冯·诺依曼熵等熵度量指标。该软件包还提供测试参数设定工具、安全随机率计算功能,以及统计置信度、协议持续时长与随机性输出之间权衡关系的探索能力。研究人员通过展示用户如何以最小开销从理论约束转换至实际安全界限,验证了该框架的实用性。该工作构建了一个可复现、模块化且可扩展的平台,用于在有限尺寸效应下验证量子协议,显著降低了严格量子密码学分析的技术门槛。

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